CN112007967B - 一种无缝钢管加工生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无缝钢管加工相关技术领域，且公开了一种无缝钢管加工生产系统，包括加工件和第一内向压辊设备，所述加工件为金属片板，第一内向压辊设备的右侧依次设置有第一侧向挤压设备、第二内向压辊设备、第二侧向挤压设备、第三内向压辊设备、第三侧向挤压设备、第四侧向挤压设备、第五侧向挤压设备、第四内向压辊设备、第六侧向挤压设备、第五内向压辊设备、第七侧向挤压设备、第六内向压辊设备、第八侧向挤压设备和限位穿插机构，该无缝钢管加工生产系统，增加了氩气与加工件之间的隔离反应区域，避免加工件在焊接时掺入杂物降低产品加工质量，空腔缺口接头对焊接完成的加工件缝隙处进行高压吹拂，从而有效的提高产品加工质量。

Description

一种无缝钢管加工生产系统

技术领域

本发明涉及无缝钢管加工相关技术领域，具体为一种无缝钢管加工生产系统。

背景技术

钢管一般是通过挤压法进行深度加工而成，而挤压钢管分别是以冷挤压、热挤压、温挤压的工艺生产的管材。

热挤压广泛用于生产铝、铜等有色金属的管材和型材等。钢的热挤压既用以生产特殊的管材和型材，也用以生产难以用冷挤压或温挤压成形的实心和孔心(通孔或不通孔)的碳钢和合金钢零件，如具有粗大头部的杆件、炮筒、容器等。热挤压件的尺寸精度和表面光洁度优于热模锻件，但配合部位一般仍需要经过精整或切削加工。

冷挤压原来只用于生产铅、锌、锡、铝、铜等的管材、型材，以及牙膏软管(外面包锡的铅)、干电池壳(锌)、弹壳(铜)等制件。20世纪中期冷挤压技术开始用于碳素结构钢和合金结构钢件，如各种截面形状的杆件和杆形件、活塞销、扳手套筒、直齿圆柱齿轮等，后来又用于挤压某些高碳钢、滚动轴承钢和不锈钢件。冷挤压件精度高、表面光洁，可以直接用作零件而不需经切削加工或其他精整。

在挤压钢管进行挤压成型之后，需要将挤压成型钢管的缝隙处进行焊接形成无缝钢管，保障钢管成型的密封性，现有技术中，一般是通过氩弧焊对其进行焊接，使得氩气对焊接融化区域空气进行隔离，一定程度上有效的避免焊接区域的金属氧化反应，但氩弧焊的氩气隔离区域仅仅局限于钢管的焊接融化区域，在钢管或电弧焊进行移动之后，刚刚焊接成型区域还是会有一定的降温硬化阶段，焊接区域与空气中的氧气还是会存在一定的氧化反应，降低了无缝钢管的焊接质量，因此发明人设计了一种无缝钢管加工生产系统，对无缝钢管的焊接区域加工机构进行优化设计，提高无缝钢管的焊接质量。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种无缝钢管加工生产系统，解决了无缝钢管在加工时的焊接区域存在一定的氧化反应降低产品加工质量的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无缝钢管加工生产系统，包括加工件和第一内向压辊设备，所述加工件为金属片板，第一内向压辊设备的右侧依次设置有第一侧向挤压设备、第二内向压辊设备、第二侧向挤压设备、第三内向压辊设备、第三侧向挤压设备、第四侧向挤压设备、第五侧向挤压设备、第四内向压辊设备、第六侧向挤压设备、第五内向压辊设备、第七侧向挤压设备、第六内向压辊设备、第八侧向挤压设备和限位穿插机构，加工件的加工段依次贯穿上述设备，限位穿插机构的后侧设置有自动弧焊机，自动弧焊机的机械臂机构连接有与限位穿插机构相适配的衔接机构。

所述第一内向压辊设备的后侧设置有驱动机构，驱动机构包括驱动电机、传动轴及多个减速器，多个减速器分别与第一内向压辊设备、第二内向压辊设备、第三内向压辊设备、第四内向压辊设备、第五内向压辊设备和第六内向压辊设备的连接头通过万向联轴器活动连接。

所述限位穿插机构包括穿插管，穿插管的两端均为开口状，穿插管的顶部横向开设有缺口嵌入槽，穿插管的两个开口端内侧均安装有与其相适配的空腔缺口接头，两个空腔缺口接头的端面均对称开设有多个滚珠嵌入孔，滚珠嵌入孔的内侧嵌入有高压喷头，两个空腔缺口接头的导气口处均连接有高压导气管。

衔接机构包括与自动弧焊机相连接的焊接爪，焊接爪上设置有与缺口嵌入槽相适配的缺口条盖，缺口条盖上设置有安装筒，安装筒上穿插安装有直线轴承，焊接爪通过直线轴承贯穿安装筒并延伸至缺口条盖的内侧，焊接爪的末端夹持有焊接条，焊接爪在安装筒内侧部分穿插有限位弹簧，限位弹簧的一端连接在焊接爪的环形侧面，限位弹簧的另一端连接在缺口条盖的弧形外表面，安装筒的侧面设置有与其内腔相连通的氩气接头，缺口条盖与安装筒的端面相对应的区域开设有导流孔。

优选的，所述第一内向压辊设备、第二内向压辊设备、第三内向压辊设备、第四内向压辊设备、第五内向压辊设备和第六内向压辊设备均是通过垂直调节架进行支撑安装。

优选的，所述第一侧向挤压设备、第二侧向挤压设备、第三侧向挤压设备、第四侧向挤压设备、第五侧向挤压设备、第六侧向挤压设备、第七侧向挤压设备和第八侧向挤压设备均是通过双向丝杆机构和垂直丝杆二限位机构对称安装。

优选的，所述缺口嵌入槽的缺口端面为向外倾斜四十五度设置，缺口条盖的与缺口嵌入槽配合的端面为向内倾斜四十五度设置。

优选的，所述自动弧焊机的机械臂机构为自动控制设备并与衔接机构的焊接爪精准配合安装。

优选的，所述穿插管的内径与缺口条盖的弧形内径相等，穿插管和缺口条盖可组成完整的环形圆管，缺口条盖的长度为穿插管长度的三倍，缺口条盖位于穿插管的正上方。

优选的，所述高压喷头的喷口朝向加工件的待焊接缝隙区域。

(三)有益效果

本发明提供了一种无缝钢管加工生产系统。具备以下有益效果：

(1)、该无缝钢管加工生产系统，通过一系列加工设备对加工件进行分段连续挤压变形处理，有效的保证加工件加工的连续性，区别于传统的独立加工方式，大大的增加了加工件的成型效率，同时提高产品加工的质量及精度。

(2)、该无缝钢管加工生产系统，通过设置限位穿插机构和衔接结构相互配合，在设备使用时，衔接结构上的缺口条盖嵌入限位穿插机构上的缺口嵌入槽的槽口内，使得缺口条盖与穿插管组成环形独立空间，加工件的挤压成型端贯穿穿插管的内侧，而焊接条的末端作用于加工件的缝隙处进行焊接加工，区别于传统的小区域氩气隔离焊接方式，缺口条盖与穿插管组成环形独立空间将高压喷出的氩气进行导流限位，有效的提高导出氩气的利用效率，同时避免焊接条与加工件之间反应的杂质迸射出来，提高设备使用的安全性，随着高压氩气的持续导入，氩气通过缺口条盖与穿插管组成的端口导出，有效的避免外接空气进入缺口条盖与穿插管所组成环形独立空间，极大的增加了氩气与加工件之间的隔离反应区域，从而避免加工件焊接区域在高温时发生氧化反应降低产品加工质量的问题。

(3)、该无缝钢管加工生产系统，通过在穿插管上设置空腔缺口接头，使得缺口条盖与穿插管组成环形独立空间之后，加工件穿插在穿插管内侧，空腔缺口接头上的高压导气管导入高压气体，通过空腔缺口接头的空腔流通，最后通过高压喷头对即将导入穿插管内侧的加工件的缝隙处进行高压吹拂，有效的将缝隙处的杂质去除，避免加工件在焊接时掺入杂物降低产品加工质量，而穿插管另一端的空腔缺口接头对焊接完成的加工件缝隙处进行高压吹拂，有效的对高温的加工件焊接处进行降温，加快加工件焊接处的冷却成型，以便于加工件的后续冷处理工序的加工。

附图说明

图1为本发明设备系统示意图；

图2为图1中A处结构放大示意图；

图3为本发明限位穿插机构结构示意图；

图4为本发明限位穿插机构和缺口条盖配合示意图。

图中：1加工件、2第一内向压辊设备、3第一侧向挤压设备、4第二内向压辊设、5第二侧向挤压设备、6第三内向压辊设备、7第三侧向挤压设备、 8第四侧向挤压设备、9第五侧向挤压设备、10第四内向压辊设备、11第六侧向挤压设备、12第五内向压辊设备、13第七侧向挤压设备、14第六内向压辊设备、15第八侧向挤压设备、16限位穿插机构、17自动弧焊机、18衔接机构、19驱动机构、161穿插管、162空腔缺口接头、163缺口嵌入槽、164 高压喷头、165高压导气管、181焊接爪、182缺口条盖、183安装筒、184直线轴承、185氩气接头、186限位弹簧、187导流孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4示，本发明提供一种技术方案：一种无缝钢管加工生产系统，包括加工件1和第一内向压辊设备2，加工件1为金属片板，第一内向压辊设备2的右侧依次设置有第一侧向挤压设备3、第二内向压辊设备4、第二侧向挤压设备5、第三内向压辊设备6、第三侧向挤压设备7、第四侧向挤压设备 8、第五侧向挤压设备9、第四内向压辊设备10、第六侧向挤压设备11、第五内向压辊设备12、第七侧向挤压设备13、第六内向压辊设备14、第八侧向挤压设备15和限位穿插机构16，加工件1的加工段依次贯穿上述设备，限位穿插机构16的后侧设置有自动弧焊机17，自动弧焊机17的机械臂机构连接有与限位穿插机构16相适配的衔接机构18。

第一内向压辊设备2、第二内向压辊设备4、第三内向压辊设备6、第四内向压辊设备10、第五内向压辊设备12和第六内向压辊设备14均是通过垂直调节架进行支撑安装，垂直调节架包括架体、垂直丝杆一、旋转盘和滚珠螺母安装座，垂直丝杆一贯穿架体并活动安装在架体的内侧底部，旋转盘安装在垂直丝杆一的顶部一端，滚珠螺母安装座活动安装在垂直丝杆一上，第一内向压辊设备2、第二内向压辊设备4、第三内向压辊设备6、第四内向压辊设备10、第五内向压辊设备12和第六内向压辊设备14之间的区别结构在于内向压辊挤压加工件1的形状不同，内向压辊活动安装在相对应的两个滚珠螺母安装座之间，为现有公知技术，在此不做过多赘述。

第一侧向挤压设备3、第二侧向挤压设备5、第三侧向挤压设备7、第四侧向挤压设备8、第五侧向挤压设备9、第六侧向挤压设备11、第七侧向挤压设备13和第八侧向挤压设备15均是通过双向丝杆机构和垂直丝杆二限位机构对称安装，双向丝杆机构包括纵向安装架、双向丝杆和对应的滚珠螺母连接座，双向丝杆通过轴承座活动贯穿纵向安装架，滚珠螺母连接座对称安装在相对应的双向丝杆上，垂直丝杆二限位机构安装在相对应的滚珠螺母连接座上，第一侧向挤压设备3、第二侧向挤压设备5、第三侧向挤压设备7、第四侧向挤压设备8、第五侧向挤压设备9、第六侧向挤压设备11、第七侧向挤压设备13和第八侧向挤压设备15之间的区别结构在于侧向挤压轮的形状不同，侧向挤压轮关于相对应的纵向安装架对称设置，为现有公知技术，在此不做过多赘述。

第一内向压辊设备2的后侧设置有驱动机构19，驱动机构19包括驱动电机、传动轴及多个减速器，多个减速器分别与第一内向压辊设备2、第二内向压辊设备4、第三内向压辊设备6、第四内向压辊设备10、第五内向压辊设备 12和第六内向压辊设备14的连接头通过万向联轴器活动连接，减速器与第一内向压辊设备2、第二内向压辊设备4、第三内向压辊设备6、第四内向压辊设备10、第五内向压辊设备12和第六内向压辊设备14一一对应设置，万向联轴器的使用调节范围大于第一内向压辊设备2、第二内向压辊设备4、第三内向压辊设备6、第四内向压辊设备10、第五内向压辊设备12和第六内向压辊设备14的高度调节范围。

限位穿插机构16包括穿插管161，穿插管161的两端均为开口状，穿插管161的顶部横向开设有缺口嵌入槽163，穿插管161的两个开口端内侧均安装有与其相适配的空腔缺口接头162，空腔缺口接头162为未闭合的环形管状接头，空气缺口结构162的环形两端均为封闭状，两个空腔缺口接头162的端面均对称开设有多个滚珠嵌入孔，滚珠嵌入孔的内侧嵌入有高压喷头164，两个空腔缺口接头162的导气口处均连接有高压导气管165，高压导气管165 外接高压惰性气体供应设备，高压喷头164的喷口朝向加工件1的待焊接缝隙区域，缺口嵌入槽163的缺口端面为向外倾斜四十五度设置，缺口条盖182 的与缺口嵌入槽163配合的端面为向内倾斜四十五度设置，使得缺口条盖182 更好的与穿插管161组装配合使用，使得缺口条盖182与穿插管161组成环形独立空间。

穿插管161的内径与缺口条盖182的弧形内径相等，穿插管161和缺口条盖182可组成完整的环形圆管，缺口条盖182的长度为穿插管161长度的三倍，保障自动弧焊机17的机械臂机构横向位移时缺口条盖182与穿插管161 之间的稳定配合，缺口条盖182位于穿插管161的正上方。

衔接机构18包括与自动弧焊机17相连接的焊接爪181，自动弧焊机17 的机械臂机构为自动控制设备并与衔接机构18的焊接爪181精准配合安装，使得焊接爪181上的焊接条进行夹持安装时能够进行校准，保障焊接条初始位置焊接的精准度，自动弧焊机17采用高精度智能控制弧焊机，焊接爪181 上设置有与缺口嵌入槽163相适配的缺口条盖182，缺口条盖182上设置有安装筒183，安装筒183上穿插安装有直线轴承184，焊接爪181通过直线轴承 184贯穿安装筒183并延伸至缺口条盖182的内侧，焊接爪181可通过直线轴承184在安装筒183内活动，焊接爪181的末端夹持有焊接条，焊接爪181 在安装筒183内侧部分穿插有限位弹簧186，限位弹簧186的一端连接在焊接爪181的环形侧面，限位弹簧186的另一端连接在缺口条盖182的弧形外表面，安装筒183的侧面设置有与其内腔相连通的氩气接头185，氩气接头185 外接氩气供应设备，缺口条盖182与安装筒183的端面相对应的区域开设有导流孔187，导流孔187为导入端口大于导出端口，大大的增加了氩气导出的流速，从而加快穿插管161内的气体流速，更好的与空气中的氧气进行隔离，限位弹簧186的弹性压缩量大于焊接条的有效焊接长度，保证焊接爪181所夹持的焊接条在使用之后能够稳定的持续焊接。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。工作原理：

综上可得，在生产系统进行加工时，加工件1依次穿插第一内向压辊设备2、第一侧向挤压设备3、第二内向压辊设备4、第二侧向挤压设备5、第三内向压辊设备6、第三侧向挤压设备7、第四侧向挤压设备8、第五侧向挤压设备9、第四内向压辊设备10、第六侧向挤压设备11、第五内向压辊设备 12、第七侧向挤压设备13、第六内向压辊设备14、第八侧向挤压设备15和限位穿插机构16，使得加工件1从片板平面状结构挤压成圆管状，最后通过自动弧焊机17进行焊接处理，通过限位穿插机构16和衔接机构18对加工件 1进行弧焊处理，大大的降低了钢管焊接部分的氧化反应，从而有效的保证产品的加工质量。

本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种无缝钢管加工生产系统，包括加工件和第一内向压辊设备，其特征在于：所述加工件为金属片板，第一内向压辊设备的右侧依次设置有第一侧向挤压设备、第二内向压辊设备、第二侧向挤压设备、第三内向压辊设备、第三侧向挤压设备、第四侧向挤压设备、第五侧向挤压设备、第四内向压辊设备、第六侧向挤压设备、第五内向压辊设备、第七侧向挤压设备、第六内向压辊设备、第八侧向挤压设备和限位穿插机构，加工件的加工段依次贯穿上述设备，限位穿插机构的后侧设置有自动弧焊机，自动弧焊机的机械臂机构连接有与限位穿插机构相适配的衔接机构；所述第一内向压辊设备的后侧设置有驱动机构，驱动机构包括驱动电机、传动轴及多个减速器，多个减速器分别与第一内向压辊设备、第二内向压辊设备、第三内向压辊设备、第四内向压辊设备、第五内向压辊设备和第六内向压辊设备的连接头通过万向联轴器活动连接；所述限位穿插机构包括穿插管，穿插管的两端均为开口状，穿插管的顶部横向开设有缺口嵌入槽，穿插管的两个开口端内侧均安装有与其相适配的空腔缺口接头，两个空腔缺口接头的端面均对称开设有多个滚珠嵌入孔，滚珠嵌入孔的内侧嵌入有高压喷头，两个空腔缺口接头的导气口处均连接有高压导气管；衔接机构包括与自动弧焊机相连接的焊接爪，焊接爪上设置有与缺口嵌入槽相适配的缺口条盖，缺口条盖上设置有安装筒，安装筒上穿插安装有直线轴承，焊接爪通过直线轴承贯穿安装筒并延伸至缺口条盖的内侧，焊接爪的末端夹持有焊接条，焊接爪在安装筒内侧部分穿插有限位弹簧，限位弹簧的一端连接在焊接爪的环形侧面，限位弹簧的另一端连接在缺口条盖的弧形外表面，安装筒的侧面设置有与其内腔相连通的氩气接头，缺口条盖与安装筒的端面相对应的区域开设有导流孔。

2.根据权利要求1所述的一种无缝钢管加工生产系统，其特征在于：所述第一内向压辊设备、第二内向压辊设备、第三内向压辊设备、第四内向压辊设备、第五内向压辊设备和第六内向压辊设备均是通过垂直调节架进行支撑安装。

3.根据权利要求1所述的一种无缝钢管加工生产系统，其特征在于：所述第一侧向挤压设备、第二侧向挤压设备、第三侧向挤压设备、第四侧向挤压设备、第五侧向挤压设备、第六侧向挤压设备、第七侧向挤压设备和第八侧向挤压设备均是通过双向丝杆机构和垂直丝杆二对称安装。

4.根据权利要求1所述的一种无缝钢管加工生产系统，其特征在于：所述缺口嵌入槽的缺口端面为向外倾斜四十五度设置，缺口条盖的与缺口嵌入槽配合的端面为向内倾斜四十五度设置。

5.根据权利要求1所述的一种无缝钢管加工生产系统，其特征在于：所述自动弧焊机的机械臂机构为自动控制设备并与衔接机构的焊接爪精准配合安装。

6.根据权利要求1所述的一种无缝钢管加工生产系统，其特征在于：所述穿插管的内径与缺口条盖的弧形内径相等，穿插管和缺口条盖可组成完整的环形圆管，缺口条盖的长度为穿插管长度的三倍，缺口条盖位于穿插管的正上方。

7.根据权利要求1所述的一种无缝钢管加工生产系统，其特征在于：所述高压喷头的喷口朝向加工件的待焊接缝隙区域。